鋼纖維混凝土的性能和應用

范翠連

（中交一公局第五工程有限公司，河北 三河 065201）

一、前言

鋼纖維混凝土相比于傳統混凝土力學性能更好，是目前在各工程中都有較好應用的一類材料。相對于傳統的混凝土材料，鋼纖維混凝土的抗沖擊能力、抗裂能力等力學性能更強，其能夠承載更高的載荷，在使用上更加耐用，具有較高的壽命。基于此，對鋼纖維混凝土的具體應用進行研究意義重大。而就目前來看，鋼纖維混凝土實際上還存在一些使用上的問題，本文即針對鋼纖維混凝土的性能進行闡述，分析該材料的具體應用對策。

二、鋼纖維混凝土的性能

鋼纖維混凝土的成分與結構并不復雜，其本質上就是鋼纖維和混凝土材具體來說其擁有以下幾點特點。

（一）抗壓性能

在傳統的混凝土材料中，實際上在市面上的大多數材料都并不具備較好的力學強度，而各工程團隊在現場配置的混凝土也很難達到工程的具體需求，而在澆筑期間和澆筑之后也會因為混凝土本身的問題導致一定的缺陷，但是鋼纖維混凝土的力學性能相較傳統混凝土更強，在這種力學強度之下鋼纖維混凝土的抗彎強度和彎曲強度都能夠滿足工程的具體需求，減少了缺陷率，所以在道橋工程中也有很廣泛的應用[1]。

（二）抗沖擊性能

鋼纖維混凝土是鋼纖維和混凝土的結合體，這種結合體表現出了鋼纖維的特殊性能，使得其整體表現出較大的粘度，這種粘度也就使得該材料能夠具有更好的抗沖擊能力，這對于橋梁工程來說至關重要。因為橋量受到的沖擊較多，所以這種性能正是道橋工程中所需要的，特別是對于一些容易發生地質災害的地區之中，通過這種抗沖擊強的橋梁可以有效的抵御外界沖擊，為逃生、救援等爭取時間。在針對鋼纖維混凝土的研究中，鋼纖維的含量對于材料的性能有很大的影響，在2%左右的鋼纖維混凝土材料沖擊性能較好，而一旦超過10%就可以表現出較好的抗壓縮性能，這也就意味著通過鋼纖維混凝土可以有效的避免裂縫、缺口等缺陷，進而有效的保障了處于溫度劇烈起伏下的路面工程[2]。

（三）其他力學性能

抗壓性能和抗沖擊性能只是鋼纖維混凝土中非常顯著的兩個特點，而實際上鋼纖維混凝土還有很多優秀的力學性能特點，比如說抗剪切、抗裂性、耐磨性等，這些特殊的性能都可以有效的應用于道橋工程中。

鋼纖維混凝土的強度增強機理

鋼纖維混凝土是有傳統混凝土和鋼纖維材料復合而成，而鋼纖維則是其中最為重要的一項材料，其能夠較好的結合水泥等混凝土材料來提高整體的強度。在基料爆裂之后，其能夠較好的承受外力的侵襲，而這一點也可以用于保障鋼纖維混凝土的整體穩定性。需要注意的是，鋼纖維的含量有一個臨界標準值，一旦超過該值就會導致整體混凝土的力學性能過量，混凝土易變形，在這種情況下甚至或導致鋼纖維被拉出，這不利于鋼纖維混凝土的穩定，甚至對于整體工程來說是致命的。針對于此，施工人員必須要密切注意鋼纖維混凝土的強度，要控制好鋼纖維的含量，確保鋼纖維混凝土的質量。

三、鋼纖維混凝土的具體應用

本文著重于探討鋼纖維混凝土在道橋工程的應用，下面就針對橋面鋪裝、結構加固、樁基施工和邊坡堆砌四個方面的鋼纖維混凝土應用進行分析。

（一）橋面鋪裝

橋面鋪裝工作是一項十分重視前期準備的工作，在做好對橋面的測量、清潔、厚度控制工作和鋪裝成與橋面層的連接、磨平以及對橋面的灑水處理之后可以使用鋼纖維混凝土來進行橋面鋪裝施工。當然，相對于其他工程來說，橋面鋪裝可以說是較早應用鋼纖維混凝土的施工項目，而在此工程中的主要作用在于以下幾個方面。首先是可以有效的提高橋面的剛度和抗折性，保障了橋面的日常使用需求。第二點是在鋼纖維混凝土的應用之下可以也有效的減少裂縫率，保證了橋梁的耐久度，使得車輛能夠更好的在橋面通行。第三點則是在進行鋪裝施工的過程中，鋼纖維混凝土的用量大大減少，成本上有所降低，橋梁的質量和鋪裝的厚度都有所降低，保障了橋梁的穩固性。最后，鋼纖維混凝土的應用更加安全。

（二）結構加固

安全性是道橋工程中非常重要的指標之一，而要保障道橋工程的安全性，首先就是要保證道橋工程的穩定性，這一點可以通過鋼纖維混凝土和結構加固工藝來實現。可以說，目前鋼纖維混凝土是應用最為廣泛的加固材料之一，特別是在道橋工程的加固中有著非常重要的效果。在實際的加固工作中，施工人員將使用二號轉子噴射機來噴射鋼纖維混凝土，這種設備噴射的鋼纖維混凝土可以達到5-20厘米的厚度，這也就意味著其修補效果相較其他的材料更好，既可以完成對橋梁的修補，還可以有效的減少橋梁的裂縫、缺口等缺陷發生率。另外，在對老舊橋梁的結構加固中，鋼纖維混凝土中鋼纖維的摻雜量必須要達到0.01，同時還可以在混凝土中摻雜進一些硫鋁酸鹽和TS速凝劑，這樣可以有效的提高結構的抗裂能力。

（三）樁基礎施工

在路橋施工的過程中，樁基礎十分重要，其是整體橋梁穩定性的重要支撐結構。一般來說，鋼纖維混凝土在樁頂和樁尖的部位應用最為廣泛，是可以有效的提高樁基強度的材料。一方面，通過鋼纖維混凝土可以有效的提高樁基的穿透力，而另一方面使用鋼纖維混凝土還可以有效的減少人力物力的消耗，控制施工的成本。在樁基加強施工過程中，鋼纖維混凝土材料已經成為了必不可少的一項材料，對于樁的韌性、強度、打擊能力等都有較好的提高，而對于老舊橋梁來說，雖然要以傳統混凝土為主要材料，但是可以通過引入非預應力鋼筋混凝土來開展鋼纖維混凝土的施工。

（四）邊坡堆砌

邊坡堆砌中也可以使用鋼纖維混凝土，比如說在地質條件較差的地區可以將鋼纖維混凝土與普通混凝土配合使用，增強加固的效果，同時還能夠有效的提高隧道等工程的整體性能，特別是防水能力和防滲漏能力。如果要以普通混凝土和鋼纖維混凝土混合使用時，施工人員需要再次基礎上使用噴射施工的方式，這樣可以有效的加強施工的質量，達到提高強度的效果和提高整體工程的穩定性。

（五）注意事項

在應用過程中可以分為成型、運輸和養護三個階段。在成型階段，在工程中一般會使用真空吸水法來澆筑混凝土，確保含沙量能夠均衡，并在澆筑過程中使用連續澆筑的方式，施工過程中不能夠中斷。當然，施工單位必須要做好對相應規范和施工參數的研究，明確連續澆筑的原則，在進行鋼纖維混凝土施工的過程中盡量保證一次完工。其次在運輸階段，因為鋼纖維混凝土這種復合材料較為特殊，如果在運輸過程中有較大的震蕩就會導致鋼纖維混凝土的離析，或者是發生鋼纖維的分散請問題，導致鋼纖維的分布出現了不均勻的問題，這種不確定性會導致鋼纖維混凝土的質量出現極大的影響，所以在運輸上應該要盡量以短距離運輸為主要方式。最后則是養護階段，養護是所有混凝土施工的重點所在，在一般的情況下鋼纖維混凝土的養護時間必須要控制在一個星期以內，并且需要根據實際的情況來進行適當的調節。目前在工程中采用兩種保養措施，首先是保溫法。保溫法的主要作用就是對混凝土采取降溫的措施，防止水化熱過高而導致的混凝土缺陷，水化熱過高會導致混凝土的結構和強度產生巨大的影響。施工人員可以通過給混凝土表面散熱的方式，亦或者為混凝土搭建保溫棚，通過保溫法的保溫效果來保障整個結構的質量。其次就是保濕法，保濕法的內容和保溫法在某些層面是相似的，其通過灑水來去除多余的熱量，促進水化進程，在灑冷卻水的過程中也包含了一部分保溫法的內容。

結束語

綜上所述，本文探討了關于鋼纖維混凝土的性能和其基本應用，可以說在目前很多工程中都使用了鋼纖維混凝土這種特殊材料來提高整體工程的質量，而本文在闡述鋼纖維混凝土的具體性能之后選取了道橋工程為例來分析鋼纖維混凝土的具體應用。當然，在時代的發展中，鋼纖維混凝土還存在一定的問題，希望相關研究人員能夠不斷改進和完善。